冬季陆架环流对长江河口盐水入侵的影响

应用改进的三维ECOM模式,研究冬季陆架环流对长江河口盐水入侵的影响。模式计算结果较好地再现了台湾暖流、苏北沿岸流、长江入海径流和长江河口盐水入侵的基本特征。在不考虑台湾暖流情况下,沿岸向南的苏北沿岸流向南扩展,使长江口门处盐度增大,整个河口盐水入侵加剧。在不考虑苏北沿岸流情况下,台湾暖流由于北上的阻力减弱,北上加深,使长江冲淡水的扩展方向整体向北偏转,苏北沿岸和北支口盐度明显减小,北支盐水入侵和倒灌减弱,而北港、北槽和南槽盐水入侵加强。在不考虑台湾暖流和苏北沿岸流情况下,长江入海径流向北偏转,大量长江入海冲淡水向北输运,导致北支口和苏北沿岸盐度显著下降,北支盐水入侵明显减弱。入海向北冲淡水输运的增加,导致相应的向南冲淡水输运的减小,北港、北槽和南槽口门处盐度上升,北港、北槽和南槽盐水入侵加强。长江口外陆架环流对盐水入侵和口外盐度分布起着重要的作用,是一个不能忽略的动力因子。     

河流生态系统合理生态用水比例的确定

通过构建生态需水和生态用水比例模型，遵循生态需水比例和生态用水比例的相关关系，以生态需水比例为标准，确定生态用水比例，然后综合考虑社会经济用水的实际情况，确定适合当地水资源配置和社会经济发展水平的合理生态用水比例。以海河河流生态系统为例，视其河道内生态系统恢复到20世纪70年代初的水平为生态修复目标，计算河流系统生态需水，得到其生态需水的阈值区间为[16％～66％]。然后计算了1999—2002年海河实际生态用水比例，表明生态用水一直没有得到满足。最后通过与海河社会经济发展的协调，确定海河河流生态系统的合理生态用水比例应维持在(16％～46％)的阈值区间内。     

入海河口退化生境阶梯式生态修复策略构想

基于河口生态系统的结构与功能,结合近年来中国主要河流入海污染物的主要种类及含量,提出入海河口生境阶梯式生态修复策略,主要包含:河口"上游段—中游段—下游段"纵向阶梯式生态修复技术体系;河口各段"潮上带—潮间带—潮下带"横向阶梯式生态修复技术体系;污染物在河口从上至下各段(上游段—中游段—下游段)各带(潮上带—潮间带—潮下带)阶梯式消减技术体系;"污染物源头处理—河口污染物生态修复"阶梯式生态修复技术策略。并对这些策略给予理论论证,为构建入海河口生态修复技术体系,消减陆源污染物经河口进入海洋提供新思路。     

流域生态补偿标准研究——以河南省海河流域为例

在对流域生态补偿标准研究评述的基础上,提出了针对无天然径流、经济发展水平低的流域,上下游进行生态补偿的测算模型,即基于水质和污染物总量的流域生态补偿测算模型,并以水生态恢复成本作为补偿的科学依据.在河南省海河流域水生态现状分析的基础上,定量分析了2008年河南省海河流域上下游之间的补偿金额,为流域生态补偿标准研究提供了途径.     

北部湾入海径流研究展望

北部湾属于大陆架上的一个浅海湾,入海河流众多。每年夏季汛期,流入北部湾的入海径流形成的冲淡水在湾内构成独特的夏季型水文分布特征,给海湾生态环境和动力环境带来巨大影响。然而,北部湾入海径流对广西海域生态系统影响的研究至今仍未引起关注。2015-2017年,课题组针对风对北部湾入海径流扩散的影响展开研究,揭示了一些现象和特征,但对入海径流复杂影响的认识还远远不够,且目前的研究也仅限于广西近海,范围十分有限,得出的结论其代表性显然不足。所以,鉴于北部湾特殊的地理位置,可借助数值模型计算结合具有针对性的观测数据的研究方法,将广西近海与北部湾全海湾联合在一起,深入研究越南红河入海径流与中国广西沿岸入海径流联合作用对北部湾北部生态系统环境的影响,找出影响北部湾北部海域海洋初级生产力高值区形成,以及广西沿海高浓度氮、磷营养水体来源的主要原因,为广西近海良好生态系统的建立提供科学依据。这既是今后广西入海径流研究的方向,更是急需开展研究的新课题。     

河流生态需水计算方法评述

回顾了国内外生态需水研究的历史,介绍国内外河道内及河口生态需水的计算方法：将河道内生态需水计算方法分为4类——历史流量法、水力定额法、栖息地法、整体分析法;总结分析各种计算方法的特点、使用条件、存在的主要问题,指出在我国使用这些方法时应该注意的事项。以便正确使用这些计算方法．     

基于多目标的河流生态需水阈值研究

选取了水生生物保护、河流输沙、河流自净作为河流生态系统健康运行的生态目标,进行多目标下的河流生态需水阈值研究,结合变异性范围法(RVA)进行比较验证。以西安市灞河为实例进行分析,从维护河流生态系统整体功能健康的角度出发,确定河流生态需水阈值为1.43×108m3,占灞河多年平均地表径流总量4.9×108m3的29.2%,RVA法计算结果为1.49×108m3,占灞河多年平均地表径流总量的30.41%,与计算结果吻合。     

福建主要河口海域及其入海河流氮素的浓度特征及变化趋势

调查了2011-2016年福建省7条入海河流河口断面总氮、硝酸盐氮、氨氮和河口海域无机氮,结果表明:①从水质看,大体呈现河口断面水质差,河口海域水质亦差的规律。龙江在7个河口断面中水质最差,河口海域水质却最好。②从浓度看,河口断面总氮浓度差别较大,霍童溪、交溪和闽江河口不超过Ⅲ类,其余均远超Ⅴ类标准;但河口海域无机氮浓度差别不大,仅龙江河口海域在2013年为Ⅱ类,2016年为Ⅲ类,其余均为Ⅳ类或劣Ⅳ类。③从氮素浓度变化趋势看,河口海域无机氮与河口断面总氮大体相同。因此可通过入海总氮的变化情况推测受纳河口海域无机氮的变化趋势。     

闽江北支水道水文、泥沙特征分析

利用闽江口所设置5个定点连续观测站的流速、盐度、温度、浊度与悬沙资料以及同步观测的5个潮位观测站的潮位资料,分析闽江河口的水文特征和悬浮泥沙含量特征.研究表明,闽江口的水文特征有:涨潮历时短,退潮历时长,各潮位观测站的涨潮时刻由河口向感潮河段的上游依次推迟,落潮时刻由感潮河段的上游向河口依次推迟.温、盐分布情况受径流和潮流共同作用,径流对表层水体温度、盐度影响剧烈.在观测时间,观测区域内,温度变化范围在24.9-30.1℃,盐度变化范围在4.1-33.7.输沙量计算结果显示,在测量期间,壶江水道和熨斗水道落潮输沙量大于涨潮输沙量,河口输沙以河流输沙为主.     

长江入海径流变化对河口盐水入侵影响分析

将河口海岸三维斜压水流数值模式应用于长江口海域,对长江口深水航道整治工程后枯季大通流量在6000～40000 m3／s的18组分级流量情况下的盐水入侵影响范围和影响程度进行了模拟计算。结果表明：上游径流对盐水入侵有明显的制约作用,随着上游径流量增加,盐水入侵的范围改变显著;利用大通流量和河口代表点半月最大盐度进行回归分析,得到半月最大盐度与大通流量呈现良好的指数关系,相关系数高于0．99。     

辽河河道最小生态流量研究

在维持河流水体生存的临界条件和河道断面形态特性的基础上,对最小生态流量的内涵和意义、计算方法以及临界点的成因进行分析.选取辽河不同河道的控制断面,从生态需水最基本的层次即水量的角度出发,计算河道的最小生态流量百分率,并分析其特点,初步建立了辽河河道最小生态流量控制标准.     

An ecological hydraulic radius approach to estimate the instream ecological water requirement

This essay defines the concepts of ecological flow velocity as well as ecological hydraulic radius (EHR) and proposes an ecological hydraulic radius approach (EHRA) which considers both the watercourse information (including hydraulic radius, roughness coefficient and hydraulic gradient) and the required stream velocity necessary for maintenance of certain ecological functions all together. The key parameter of EHRA is to fix the watercourse cross-sectional flow area corresponding to EHR, by which the relation between parabola shaped cross-sectional flow area and hydraulic radius is deduced. The EHRA not only meets the requirement of flow velocity for adequate fish spawning migration, but also is applicable to the ecological flows in regard with other ecological issues (such as the calculation of the instream flow requirements for transporting sediment and for pollution self-purification, etc.). This essay has illuminated the computational process taking the estimation of ecological water requirement of Zhuba Hydrologyical Station watercourse in Niqu branch of the Yalong River as an example. Additionally, we compare EHRA with Tennant approach. The result shows that the Zhuba Hydrological Station ecological water requirement calculated by EHRA lies between the minimum and favorable ecological water requirement calculated by the Tennant approach. This is due to the fact that the ecological flow velocity (such as the fish spawning migration flow velocity) was taken into consideration, producing results applicable to the practical situation.     

从海河流域研究案例浅议珠江流域水环境管理(英文)

珠江流域和海河流域是我国大河流域中水资源量相对丰富和相对短缺的典型代表,这两大流域自然地理存在着明显差异,经济发展情况不尽相同,各自的水资源量存在较大差别,但水环境污染问题却有诸多相似之处。总结了海河流域前期研究:1)水环境复合污染特征及其变化规律研究基础,特别是各种持久性难降解有机污染物(POPs),重金属污染及新型污染物的分布规律及污染程度,提出流域尺度、强人为干扰条件下复合污染综合效应的量化评价方法。2)基于流域水环境特征,提出耦合水质、水量和水生态的流域水环境风险评价的概念,建立了适用于流域尺度的综合风险评价模型和子流域尺度的相对风险评价模型(RRM),在终点的选取中,同时考虑生态终点和人体健康终点,尝试通过RRM进行生态风险和健康风险的整合。3)基于流域水环境特征,提出了流域尺度的健康评价方法,建立水质-水量-水生态-社会服务综合指标体系。最后,分析了当前珠江流域水环境问题,提出应加强水环境风险研究,尤其是复合污染潜在生态风险。此外,还应加强区域合作,鼓励公众参与保护水环境。     

黄河干流不同断面生态径流量计算

根据生态径流量的概念,应用逐月最小生态径流量计算法和逐月频率计算法计算了黄河干流唐乃亥、头道拐、花园口3站的生态径流量;根据黄河下游来水来沙量变化规律、断流资料以及利津站入海水量的变化特点,分析了黄河干流不同断面的生态问题.结果表明,逐月频率计算法算出的最小生态径流量,无论在枯季还是丰季都能达到很好的生态条件.     

大洋河河流生态需水研究

从水生生物保护的角度出发,应用重点关注水生生物敏感期的方法对大洋河进行河流生态需水研究,即生态需水量在生物保护目标敏感期由水文断面资料、水位流量关系、生物产卵期所需水流条件共同计算确定,在非生物敏感期采用最小月流量法计算.应用该方法分别计算大洋河8~9月濒危鱼类马苏大麻哈鱼产卵期、4~6月多种鱼类产卵期、枯水期非生物敏感期所需生态流量,并根据计算结果建议在对河流开展调水工程时应考虑对生态需水量的影响及对水生生物的保护.     

Pollution characteristics and ecological risk of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in surface sediments of the southern part of the Haihe River system in China

The southern part of the Haihe River system, the largest river system in the Haihe River Basin, is important to maintain a healthy ecosystem and safe drinking water as well as for the economic development of China. To assess the effect of rapid industrialization and urbanization on the pattern of polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) contamination, the PAH pollution characteristics of the southern part of the Haihe River system was investigated. Sixteen PAHs in surface sediments samples collected from 24 sites covering the southern part of the Haihe River system from the upstream to the estuaries were detected and analyzed. The total PAH concentration ranged from 258.77 to 11296.66 ng/g dry weight. On average, 2-, 3-, 4-, 5and 6-ring PAHs comprised 25.32%, 27.22%, 22.62%, 14.89% and 9.96% of the total PAHs, respectively. Sites with high concentrations were concentrated in the Fuhe River, Fuyang River and Wei River, which are located near cities. A risk quotient (RQ) was used to assess the ecological risk of PAHs. The mean values of the RQ(MPCs) of individual PAHs were lower than 1.00, except for those of naphthalene (2.00) and pyrene (1.67). The RQPAHs calculated for the samples indicated that the Xidayang reservoir and the estuary of the Ziya River were determined to be at a low risk level, while Baoding City, Handan City and Aixinzhuang were determined to be at a high risk level.     

海河流域与水相关的生态环境承载力研究

为实现海河流域的可持续发展,需进行生态环境承载力研究.本文从水资源、生态环境、人口与经济的关系出发,针对海河流域生态环境恶化问题,探讨了与水相关的生态环境承载力的内涵、指标体系;提出时间序列与最优化理论相结合计算生态环境承载力的量化模型;得出海河流域现状处于生态环境严重超载状态;在南水北调、经济常规发展下,到2035年左右达到可承载的良好状态.     

海河流域水质时空变异规律的分析

随着社会经济的发展,海河流域水资源遭到破坏性的开发,水污染问题日益严重.为了分析流域整体水平上的水质时空变异规律,本文选取了海河流域内2004—2016年7个水质自动监测断面的水质监测数据,利用Mann-Kendall非参数检验对7个点位的pH以及DO、COD_Mn、NH₃-N等物质质量浓度进行检验,得出其随时间的变化趋势及突变点.以天津三岔口断面为例,利用散点图的方式直观判断出各监测因子年内变化规律.根据水质监测数据分别计算出各断面pH及DO、COD_Mn、NH₃-N质量浓度的均值及标准差,分析比较得出流域内水质的空间分布状况.结果表明:1)海河流域的水质状况在2004—2016年间有改善的趋势;2)海河流域的水质突变主要集中在2006—2007年,降水量过少是导致水质突变的主要因素;3)通过空间分析得出岗南水库水质最好,聊城秤钩湾水质状况最差,水质空间分布总体符合支流优于干流、上游优于下游的规律.     

黄河故道尾闾湿地大型底栖动物群落对生态补水的响应研究

选取黄河故道尾闾湿地为研究区域,为了探寻以沉积物盐度表征生态补水工程对湿地生态环境的影响,同时以大型底栖动物群落组成、丰度、生物量表征生态补水工程对大型底栖动物群落的影响,分别于2014-2016年生态补水前（4-5月）、后（9-10月）采集生态补水恢复湿地及潮间带湿地沉积物和大型底栖动物样品。研究发现,在生态补水前,研究区域I-IV（陆-海方向）的沉积物盐度呈现先升高后降低的现象,而生态补水工程的实施显著降低了区域III的高盐度带特征;生态补水后沉积物盐度则呈现由陆向海逐渐升高的趋势。生态补水恢复区的大型底栖动物群落多以昆虫纲和甲壳纲为主,群落结构相比潮间带湿地的大型底栖动物较为单一。生态补水前,沉积物盐度与大型底栖动物丰度呈现“U”型关系,而与大型底栖动物生物量则呈现出倒“U”型关系;生态补水后,大型底栖动物丰度呈现出随沉积物盐度的升高而逐渐降低的态势,与此相反,大型底栖动物生物量则呈现出随沉积物盐度而逐渐增高的趋势。尾闾型湿地大型底栖动物群落动态演变规律研究对于滨海河口湿地生态补水工程的实施具有重要价值和科学意义。      

邛海湿地植物对污染物去除作用研究

本研究以邛海相对具有代表性的Ⅲ区为研究对象,通过调查研究湿地植物、将采集到的湿地区与靠近湿地的海河口地区的水样与湖心区的水样进行实验对比分析,发现有湿地植物的湿地区及海河口地区的水质明显优于远离湿地植物的湖心区的水质,这说明湿地植物对污染物确实有去除作用,所以邛海周边应更加重视天然湿地的保护和人工湿地的建设,以实现用最...